本發(fā)明涉及鉆井液處理劑
技術(shù)領(lǐng)域：
，更進一步說，涉及一種鉆井液用磺化瀝青及其制備方法。
背景技術(shù)：
：隨著石油勘探開發(fā)向深部地層和海上發(fā)展，頁巖氣勘探開發(fā)的加快，深部復(fù)雜地層和頁巖氣地層井壁失穩(wěn)問題日益突出。井壁失穩(wěn)問題已成為制約鉆探順利進行的技術(shù)難題之一?；腔癁r青作為一種性能好、成本低的鉆井液處理劑，適用于水基、油基和合成基鉆井液，能夠有效抑制泥頁巖水化、封堵微裂縫，改善泥餅質(zhì)量、降低高溫高壓濾失量，有效阻隔水化作用通道，防止井壁坍塌掉塊，提高井壁的穩(wěn)定性。此外，磺化瀝青還具有潤滑降低摩阻、改善鉆井液性能的功能。鉆井液用磺化瀝青主要成分是瀝青磺酸鹽，一般以石油瀝青、煤瀝青為原料，以SO3、濃硫酸、發(fā)煙硫酸為磺化劑在一定的溫度條件下反應(yīng)，經(jīng)過磺化、中和、干燥粉碎而制得。US3489842以石油瀝青為原料，以三氧化硫為磺化劑，在10℃下磺化，用氫氧化鈉中和制備磺化瀝青，用作石油鉆井降濾失劑。US3970690以石油瀝青為原料，以三氧化硫為磺化劑，在80℃處理3小時，用氫氧化鈣中和、過濾，濾液用氫氧化鈉中和濃縮，干燥制備磺化瀝青粉。CN1239133A以煤焦油和石油瀝青混合物為原料，溶解在辛烷、壬烷、癸烷等液體烷烴或1,2-二氯乙烷非極性鹵代烷烴溶劑中，以三氧化硫為磺化劑，經(jīng)磺化、中和、干燥制得棕黑色磺化瀝青產(chǎn)品?；腔癁r清生產(chǎn)以三氧化硫作為磺化劑，具有磺化能力強、反應(yīng)快、轉(zhuǎn)化率高，原料單耗低，成本低的特點；但由于三氧化硫具有強氧化性，反應(yīng)活性高，反應(yīng)難以控制，易發(fā)生副反應(yīng)，且三氧化硫不易儲存和運輸，生產(chǎn)過 程中危險性高。CN1037916A通過蒸發(fā)發(fā)煙硫酸獲得氣體SO3，解決了液體三氧化硫儲存和運輸?shù)膯栴}，但是生產(chǎn)工藝復(fù)雜，需另外配置額外的蒸酸釜。CN101906311A將一定量的瀝青粉碎成效顆粒加入煤油中，邊攪拌邊加入硫酸，在45℃以下磺化反應(yīng)經(jīng)中和、油層分離、干燥制得磺化瀝青產(chǎn)品。CN102311748A，將瀝青塊粉碎成顆粒加入輕質(zhì)油中，攪拌下慢慢加入150kg的硫酸，磺化反應(yīng)、NaOH中和、油層分離、烘干粉碎得到磺化瀝青產(chǎn)品。CN103805219A用瀝青溶解池將固態(tài)瀝青溶解后加入煤油中，待瀝青溶解完全，加入硫酸進行磺化反應(yīng)；待磺化反應(yīng)結(jié)束后回收煤油、中和干燥制得磺化瀝青?；腔癁r清生產(chǎn)以用濃硫酸、發(fā)煙硫酸為磺化劑作磺化劑，由于磺化劑反應(yīng)活性低，磺化效率低，耗酸量大設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，廢酸污染嚴(yán)重，磺化效率不高。在后續(xù)中和反應(yīng)，由于未反應(yīng)的大量硫酸存在，產(chǎn)品中引入大量的Na2SO4無機鹽，導(dǎo)致產(chǎn)品起泡嚴(yán)重、穩(wěn)定性差，影響了磺化瀝青的產(chǎn)品性能。此外，磺化瀝青還可以氯磺酸為磺化劑，但是氯磺酸價格較貴，磺化劑用量相對較多，磺化過程中產(chǎn)生大量的HCl，具有腐蝕性，成本較高。現(xiàn)有的磺化瀝青生產(chǎn)工藝，采用三氧化硫磺化工藝具有設(shè)備要求高、反應(yīng)難以控制、危險性高的問題，三氧化硫儲存和運輸困難，采用濃硫酸和發(fā)煙硫酸磺化，由于磺化劑反應(yīng)活性低，磺化效果差，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提供一種鉆井液用磺化瀝青及其制備方法。本發(fā)明的產(chǎn)品防塌性能和降粘性能好，其制備方法具有生產(chǎn)工藝簡易，反應(yīng)溫度容易控制，反應(yīng)充分，磺化均勻，生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，可大規(guī)模生產(chǎn)的特點。本發(fā)明目的之一是提供一種鉆井液用磺化瀝青，該磺化瀝青通過對瀝青進行控溫磺化反應(yīng)，并經(jīng)氫氧化鉀溶液中和步驟制得，所述磺化反應(yīng)以濃硫酸與五氧化二磷為磺化劑，利用濃硫酸與五氧化二磷原位反應(yīng)生成的SO3對瀝青進 行磺化。本發(fā)明目的之二的所述的鉆井液用磺化瀝青的制備方法，該方法包括對瀝青進行控溫磺化反應(yīng)，所述控溫磺化反應(yīng)以濃硫酸與五氧化二磷為磺化劑，利用濃硫酸與五氧化二磷原位反應(yīng)生成的SO3對瀝青進行磺化，再經(jīng)氫氧化鉀溶液中和，最終制得所述磺化瀝青。由于引入鉀離子和磷酸基團，優(yōu)選地，所述磺化瀝青中磺酸鉀基含量≥15wt％，鉀離子含量≥8wt％，高溫高壓降濾失量150℃(ml/30min)≤16mL。其中，所述高溫高壓降濾失量是在150℃、3.5MPa下，根據(jù)GB/T16783.1的方法測得的。根據(jù)本發(fā)明，所述制備方法優(yōu)選包括以下步驟：(1)將所述瀝青粉碎，充分溶解于有機溶劑中，再加入五氧化二磷，并攪拌均勻；所述有機溶劑的用量可滿足溶解瀝青即可。一般地，所述瀝青在有機溶劑中的濃度為0.05-5.0g/ml。(2)將上述混合液控溫至10-120℃，優(yōu)選60-65℃；向所述混合溶液中加入濃硫酸，加畢后繼續(xù)控溫至10-120℃，進行磺化反應(yīng)；優(yōu)選地，加入濃硫酸的控溫溫度為50-75℃，反應(yīng)時間為10min-24h，優(yōu)選為2-4h。(3)所述磺化反應(yīng)完畢后，冷卻至10-30℃，優(yōu)選為室溫，用氫氧化鉀溶液調(diào)節(jié)pH值為8-10，油層分離，油相回收；所述氫氧化鉀溶液的濃度可以為5-40wt％，優(yōu)選為15-30wt％。(4)將水相濃縮、烘干，粉碎。其中，所述瀝青與磺化劑的重量比優(yōu)選為1-10：1，進一步優(yōu)選為3-9：1。其中，所述磺化劑中濃硫酸與五氧化二磷的重量比優(yōu)選為1-10：1，進一步優(yōu)選為1.5-5：1。其中，所述有機溶劑優(yōu)選選自二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、正己烷、環(huán)己烷、庚烷、辛烷、癸烷、汽油、柴油、石油醚(60-90℃)、煤油中的至少一種，進一步優(yōu)選為正己烷、石油醚(60-90℃)和柴油中的至少一種。所述瀝青優(yōu)選選自天然瀝青、石油瀝青、煤瀝青、氧化瀝青中的至少一種。進一步優(yōu)選地，這些物質(zhì)中瀝青含量55wt％以上，瀝青質(zhì)含量30wt％以上。其中，所述步驟(1)中，將所述瀝青優(yōu)選粉碎為80目以上，進一步優(yōu)選為80-100目。本發(fā)明以濃硫酸和P2O5為磺化劑，利用濃硫酸和P2O5原位反應(yīng)生成的SO3對瀝清進行磺化反應(yīng)，可通過對反應(yīng)溫度和濃硫酸的加入速度的控制，對磺化反應(yīng)進行有效控制，解決了現(xiàn)有SO3磺化方法反應(yīng)難以控制的問題。其中，濃硫酸的滴加速度通過控制閥門大小實現(xiàn)，具體視反應(yīng)溫度和反應(yīng)容器大小而定。與現(xiàn)有工藝相比，由于采用濃硫酸和P2O5為磺化劑不需要配備專門的SO3儲存和運輸設(shè)備，無需配置額外的蒸酸罐等設(shè)備，可大幅度降低磺化瀝青的生產(chǎn)設(shè)備需求和危險性，適宜大規(guī)模生產(chǎn)。本發(fā)明利用濃硫酸和P2O5原位反應(yīng)產(chǎn)生的SO3具有高的反應(yīng)活性，可大幅度提高磺化的反應(yīng)效率，與濃硫酸和發(fā)煙硫酸磺化方法相比，可提高產(chǎn)品的磺化效果、產(chǎn)品質(zhì)量，瀝青磺酸鉀含量均優(yōu)于行業(yè)同類標(biāo)準(zhǔn)和同類產(chǎn)品，同時鉀離子和磷酸基團的引入可提高磺化瀝青的防塌能力，本發(fā)明的磺化瀝青產(chǎn)品磺酸鉀基含量≥15wt％，鉀離子含量≥8wt％，高溫高壓降濾失量150℃(mL/30min)≤16mL，均優(yōu)于Q/SHCG3-2011《鉆井液用瀝青類處理劑技術(shù)要求》規(guī)定值。表1本發(fā)明的磺化瀝青產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)項目指標(biāo)pH值8-10水分含量≤10wt％磺酸鉀基含量≥15wt％鉀離子含量≥8wt％水溶物含量≥70wt％油溶物含量≥25wt％高溫高壓濾失量150℃(mL/30min)≤16此外，本發(fā)明的方法具有生產(chǎn)工藝簡易，對設(shè)備要求低，磺化反應(yīng)溫度容易控制，反應(yīng)充分，磺化均勻，生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，可大規(guī)模生產(chǎn)的特點?？蓮V泛應(yīng)用于天然瀝青、石油瀝青、煤瀝青等瀝青的磺化生產(chǎn)。通過本方法制備的磺化瀝青質(zhì)量穩(wěn)定，能夠應(yīng)用于水基、油基和合成基鉆井液，能有效抑制泥頁巖水化、封堵微裂縫，改善泥餅質(zhì)量、降低高溫高壓濾失量，提高井壁的穩(wěn)定性，滿足復(fù)雜地層勘探開發(fā)的要求。具體實施方式下面結(jié)合實施例，進一步說明本發(fā)明。依據(jù)Q/SHCG3-2011《鉆井液用瀝青類處理劑技術(shù)要求》和SY/T5794-2010鉆井液用瀝青類評價方法，本產(chǎn)品的具體評價方法如下：1、pH值測定稱取試樣1g(稱準(zhǔn)至0.01g)，置于盛有100mL蒸餾水的燒杯中，在60-80℃下，用磁力加熱攪拌器加熱攪拌30min，冷卻至室溫，用pH計測定試液的pH值(精確至0.2pH單位)。2、水分含量評價：(1)稱取試樣3g-5g(質(zhì)量為m1，稱準(zhǔn)至0.0001g)，置于質(zhì)量恒定的稱量瓶中。(2)在105±3℃烘箱中將試樣烘2h取出放入干燥器中，冷卻至室溫后稱其質(zhì)量(質(zhì)量為m2，稱準(zhǔn)至0.0001g)。(3)按公式計算樣品的水分含量：W1＝(m1-m2)/m1×100％式中：W1----水分含量，以百分?jǐn)?shù)表示(％)；m1----烘干前試樣質(zhì)量，單位為克(g)；m2----烘干后試樣質(zhì)量，單位為克(g)。3、磺酸鉀基含量3.1游離硫酸根測定(1)稱取0.5g試樣(質(zhì)量為m3，精確到0.0001g)，放入200mL燒杯中，加入50mL蒸餾水，加熱煮沸10min。(2)用15％鹽酸溶液調(diào)pH小于或等于1后，再加活性炭3.5-4.0g，攪拌5min，再煮沸3min，趁熱用定性中速濾紙過濾于250mL燒杯中，最后用1％鹽酸洗至無硫酸根為止(用1％氯化鋇溶液檢查)。(3)濾液加熱濃縮至約100mL時，用5％氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至4-5，再滴加10％氯化鋇溶液5mL，在60-80℃下沉淀硫酸根1h。(4)沉淀物用定量慢速濾紙過濾，用約80℃的蒸餾水洗至無氯離子(用1％硝酸銀溶液檢查)。將沉淀物及濾紙放入質(zhì)量恒定的坩堝中，在電爐上灰化后，移入高溫爐中，在800-900℃下灼燒1h，取出放入干燥器中，冷卻至室溫后稱量(質(zhì)量為m4，精確到0.0001g)。3.2全硫含量測定(1)稱取0.5g試樣(質(zhì)量為m5，精確到0.0001g)，放入30mL坩堝中，加入約5-10mL蒸餾水，使試樣溶解，再加入10％氯化鋇水溶液5mL，邊攪拌邊緩慢加熱至沸騰。待近干后，加入10mL氫氧化鋇膠體溶液，蒸至近干，移入高溫爐中，在800-900℃下灼燒1h。(2)用15％鹽酸溶液10mL溶解上述灼燒殘余物，使沉淀物無黑灰色(否則應(yīng)重做)，轉(zhuǎn)入100mL燒杯中，煮沸過濾，用蒸餾水洗至無氯離子(用1％硝酸銀溶液檢查)。(3)將沉淀物及濾紙放入恒重的坩堝中，在電爐灰化后，移入高溫爐中，在800-900℃下灼燒1h，取出放入干燥器中，冷卻至室溫后稱量(質(zhì)量為m6，精確到0.0001g)3.3磺酸鉀基含量的計算W2＝(m6/m5-m4/m3)×0.4412×100％式中：W2---磺酸鉀基含量，以百分?jǐn)?shù)表示(％)；m3---測定游離硫酸根時試樣的質(zhì)量，單位為克(g)；m4---測定游離硫酸根時硫酸鋇的質(zhì)量，單位為克(g)；m5---測定全硫時試樣的質(zhì)量，單位為克(g)；m6----測定全硫時硫酸鋇的質(zhì)量，單位為克(g)0.4412-----磺酸鉀基與硫酸根的比值，量綱為1。4、鉀離子含量測定(1)稱取8-10g試樣(質(zhì)量為m7，精確到0.0001g)，放入恒重的坩堝中，在電爐灰化后，移入高溫爐中，在800-900℃下灼燒1h，將上述殘余物轉(zhuǎn)移至200mL燒杯中，加入100mL蒸餾水，加熱煮沸30min，過濾，將濾液轉(zhuǎn)移至250mL錐形瓶中。(2)在不斷攪拌下，像稱有試樣的錐形瓶中，逐滴滴加四苯硼鈉溶液，直至沉淀不再產(chǎn)生，再過量滴加5-10mL四苯硼酸鈉溶液，充分振蕩，利用傾濾法將沉淀過濾于潔凈的坩堝中。(3)在105±3℃烘箱中將坩堝烘2h取出放入干燥器中，冷卻至室溫后稱其質(zhì)量(質(zhì)量為m8，稱準(zhǔn)至0.0001g)。(4)按公式計算試樣的鉀離子含量：W3＝(0.1314×m8)/m7×100％式中：W3----鉀離子含量(以K2O計)，以百分?jǐn)?shù)表示(％)；m7----稱取試樣質(zhì)量，單位為克(g)；m8----沉淀的質(zhì)量，單位為克(g)；5、水溶率評價：(1)取0.2-0.3g脫脂棉、一張擦鏡紙和一段合適的線放在稱量瓶中，在105±3℃下烘干至恒重，備用。(2)把恒重過的擦鏡紙對折，平鋪在干凈的稱量紙上，再把脫脂棉均勻平鋪在擦鏡紙中部。稱取研細(xì)并過篩孔邊長為0.28mm標(biāo)準(zhǔn)篩的試樣0.5g(質(zhì)量為 m9，精確至0.1mg)，倒在脫脂棉中心。(3)先用脫脂棉把試樣包嚴(yán)，再用擦鏡紙把棉花包卷嚴(yán)，最后用線把試樣包纏好(質(zhì)量為m10，精確至0.1mg)。注意：包樣過程中不能有試樣外漏，包好的試樣包應(yīng)不能明顯看見樣品。將試樣包放入抽提器內(nèi)的樣品杯中，樣品杯掛在抽提器內(nèi)微型冷凝管下方。(4)往抽提器中注入250mL-300mL水。將抽提器放入電熱套內(nèi)加熱并保持沸騰狀態(tài)，待流出液無色為止。取出樣品杯，將紙卷置于干燥箱中，在105±3℃下干燥2h，取出放入干燥器中，冷卻30min后稱量(質(zhì)量為m11，精確至0.1mg)。(5)按公式計算水溶率：W4＝(m10-m11)/m9×100％式中：W4——水溶率，％；m9——試樣質(zhì)量，g；m10——脫脂棉、擦鏡頭紙及試樣質(zhì)量，g；m11——脫脂棉、擦鏡頭紙及殘留物質(zhì)量，g。6、油溶率評價：(1)取0.2-0.3g脫脂棉、一張擦鏡紙和一段合適的線放在稱量瓶中，在105±3℃下烘干至恒重，備用。(2)把恒重過的擦鏡紙對折，平鋪在干凈的稱量紙上，再把脫脂棉均勻平鋪在擦鏡紙中部。稱取研細(xì)并過篩孔邊長為0.28mm標(biāo)準(zhǔn)篩的試樣0.5g(質(zhì)量為m12，精確至0.1mg)，倒在脫脂棉中心。(3)先用脫脂棉把試樣包嚴(yán)，再用擦鏡紙把棉花包卷嚴(yán)，最后用線把試樣包纏好(質(zhì)量為m13，精確至0.1mg)。注意：包樣過程中不能有試樣外漏，包好的試樣包應(yīng)不能明顯看見樣品。將試樣包放入抽提器內(nèi)的樣品杯中，樣品杯掛在抽提器內(nèi)微型冷凝管下方。(4)往抽提器中注入250mL-300mL四氯化碳。將抽提器放入電熱套內(nèi)加 熱并保持沸騰狀態(tài)，待流出液無色為止。取出樣品杯，將紙卷置于干燥箱中，在105±3℃下干燥2h，取出放入干燥器中，冷卻30min后稱量(質(zhì)量為m14，精確至0.1mg)。(5)按公式計算油溶率：W5＝(m13-m14)/m12×100％式中：W5——油溶率，％；m12——試樣質(zhì)量，g；m13——脫脂棉、擦鏡頭紙及試樣質(zhì)量，g；m14——脫脂棉、擦鏡頭紙及殘留物質(zhì)量，g。7、高溫高壓濾失量評價：(1)鉆井液基漿的配制：取蒸餾水350mL，在攪拌下加入緩緩加入14.0h鉆井液試驗用鈉膨潤土，高速攪拌20min，倒入養(yǎng)護罐中靜置24h后，加入7.0g鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽和7.0g評價土，低速攪拌30min后，用20％氫氧化鈉調(diào)整pH值為10，再高速攪拌20min為基漿。(2)向基漿中加入7.0g待測試樣，低速攪拌30min，用20％氫氧化鈉調(diào)整pH值為10，再高速攪拌20min，攪拌期間應(yīng)至少停下兩次以刮下黏附在杯壁上的泥漿、土粉或樣品，再低速(不超過4000r/min，根據(jù)漿液黏度適當(dāng)控制)攪拌1h，按GB/T16783.1的規(guī)定測定其HTHP(150℃、3.5MPa)濾失量。實施例1向一1000mL三口瓶中加入300mL石油醚(60～90℃)，不斷攪拌下加入100g80～100目的新疆天然瀝青(瀝青質(zhì)含量為40wt％，瀝青含量80wt％)，待充分溶解后，加入20g五氧化二磷，攪拌均勻；將得到的混合溶液升溫至62℃，溫度穩(wěn)定后，緩慢滴加30g濃硫酸，加完后升溫至75℃反應(yīng)10min，降至室溫，用20wt％氫氧化鉀水溶液中和至pH＝8，分離油層，油層回收，水相濃縮干燥粉 碎，得到棕黑色磺化瀝青粉末165g。該實施例制備的磺化瀝清的技術(shù)指標(biāo)見表2，含量均為重量比：表2項目指標(biāo)pH值8.0水分含量7.3％磺酸鉀基含量15.6％鉀離子含量9.2％水溶物含量72％油溶物含量25％高溫高壓濾失量150℃(mL/30min)15.6實施例2向一1500mL三口瓶中加入600mL煤油，不斷攪拌下加入400g80～100目的新疆天然瀝青(瀝青質(zhì)含量為40wt％，瀝青含量80wt％)，待充分溶解后，加入10g五氧化二磷，攪拌均勻；將得到的混合溶液控溫至10℃，溫度穩(wěn)定后，緩慢滴加50g濃硫酸，加完后升溫至60℃反應(yīng)2h，降至室溫，用40wt％氫氧化鉀水溶液中和至pH＝9.4，分離油層，油層回收，水相濃縮干燥粉碎，得到棕黑色磺化瀝青粉末470g。該實施例制備的磺化瀝清的技術(shù)指標(biāo)見表3，含量均為重量比：表3項目指標(biāo)pH值9.4水分含量7.2％磺酸鉀基含量16.5％鉀離子含量9.5％水溶物含量71％油溶物含量26％高溫高壓濾失量150℃(mL/30min)15.4實施例3向一1000mL三口瓶中加入300mL正己烷，不斷攪拌下加入100g80～100目的歐洲天然瀝青(瀝青質(zhì)含量為38wt％，瀝青含量70wt％)，待充分溶解后，加入5g五氧化二磷，攪拌均勻；將得到的混合溶液升溫至110℃，溫度穩(wěn)定后，緩慢滴加50g濃硫酸，加完后升溫至120℃反應(yīng)4h，降至室溫，用10wt％氫氧化鉀水溶液中和至pH＝10，分離油層，油層回收，水相濃縮干燥粉碎，得到棕黑色磺化瀝青粉末170g。該實施例制備的磺化瀝清的技術(shù)指標(biāo)見表4，含量均為重量比：表4項目指標(biāo)pH值10水分含量7.0％磺酸鉀基含量16％鉀離子含量9.2％水溶物含量71％油溶物含量26％高溫高壓濾失量150℃(mL/30min)14.8實施例4向一1000mL三口瓶中加入300mL汽油，不斷攪拌下加入100g80～100目石油瀝青和新疆天然瀝青混合物(瀝青質(zhì)含量為45wt％，瀝青含量90wt％)，待充分溶解后，加入50g五氧化二磷，攪拌均勻；將得到的混合溶液升溫至10℃，溫度穩(wěn)定后，緩慢滴加50g濃硫酸，加完后控溫15℃反應(yīng)24h，降至室溫，用5wt％氫氧化鉀水溶液中和至pH＝9.5，分離油層，油層回收，水相濃縮干燥粉碎，得到棕黑色磺化瀝青粉末215g。該實施例制備的磺化瀝清的技術(shù)指標(biāo)見表5，含量均為重量比：表5項目指標(biāo)pH值9.5水分含量7.0％磺酸鉀基含量17％鉀離子含量9.8％水溶物含量71.5％油溶物含量26.5％高溫高壓濾失量150℃(mL/30min)14.0實施例5向一2000mL三口瓶中加入800mL庚烷，不斷攪拌下加入500g80～100目的氧化瀝青和石油瀝青混合物(瀝青質(zhì)含量為30wt％，瀝青含量55wt％)，待充分溶解后，加入20g五氧化二磷，攪拌均勻；將得到的混合溶液升溫至65℃，溫度穩(wěn)定后，緩慢滴加30g濃硫酸，加完后升溫至75℃反應(yīng)2h，降至室溫，用15wt％氫氧化鉀水溶液中和至pH＝9，分離油層，油層回收，水相濃縮干燥粉碎，得到棕黑色磺化瀝青粉末560g。該實施例制備的磺化瀝清的技術(shù)指標(biāo)見表6，含量均為重量比：表6項目指標(biāo)pH值9水分含量5.3％磺酸鉀基含量15.8％鉀離子含量8.4％水溶物含量72.5％油溶物含量25.2％高溫高壓濾失量150℃(mL/30min)14.4實施例6向一5000mL三口瓶中加入2000mL柴油，不斷攪拌下加入600g80～100目的煤瀝青，待充分溶解后，加入50g五氧化二磷，攪拌均勻；將得到的混合溶液升溫至60℃，溫度穩(wěn)定后，緩慢滴加150g濃硫酸，加完后升溫至75℃反應(yīng)2h，降至室溫，用20wt％氫氧化鉀水溶液中和至pH＝8.5，分離油層，油層回收，水相濃縮干燥粉碎，得到棕黑色磺化瀝青粉末850g。該實施例制備的磺化瀝清的技術(shù)指標(biāo)見表7，含量均為重量比：表7項目指標(biāo)pH值8.5水分含量7.2％磺酸鉀基含量17％鉀離子含量8.8％水溶物含量70％油溶物含量26％高溫高壓濾失量150℃(mL/30min)14.8實施例7向一5000mL三口瓶中加入1000mL石油醚和1000mL正己烷，不斷攪拌下加入900g80～100目的新疆天然瀝青、煤瀝青和氧化瀝青的混合物(瀝青質(zhì)含量為32wt％，瀝青含量57wt％)，待充分溶解后，加入30g五氧化二磷，攪拌均勻；將得到的混合溶液升溫至60℃，溫度穩(wěn)定后，緩慢滴加70g濃硫酸，加完后升溫至75℃反應(yīng)2h，降至室溫，用20wt％氫氧化鉀水溶液中和至pH＝9.2，分離油層，油層回收，水相濃縮干燥粉碎，得到棕黑色磺化瀝青粉末1030g。該實施例制備的磺化瀝清的技術(shù)指標(biāo)見表8，含量均為重量比：表8項目指標(biāo)pH值9.2水分含量7.8％磺酸鉀基含量16％鉀離子含量9.4％水溶物含量72％油溶物含量27％高溫高壓濾失量150℃(mL/30min)15.0實施例8向一10000mL三口瓶中加入4500mL柴油，不斷攪拌下加入800g80～100 目的新疆天然瀝青和700g石油瀝青(瀝青質(zhì)含量為40wt％，瀝青含量85wt％)，待充分溶解后，加入260g五氧化二磷，攪拌均勻；將得到的混合溶液升溫至65℃，溫度穩(wěn)定后，緩慢滴加500g濃硫酸，加完后升溫至75℃反應(yīng)2h，降至室溫，用20wt％氫氧化鉀水溶液中和至pH＝9.8，分離油層，油層回收，水相濃縮干燥粉碎，得到棕黑色磺化瀝青粉末2100g。該實施例制備的磺化瀝清的技術(shù)指標(biāo)見表9，含量均為重量比：表9項目指標(biāo)pH值9.8水分含量7.1％磺酸鉀基含量18％鉀離子含量9.2％水溶物含量71％油溶物含量28％高溫高壓濾失量150℃(mL/30min)14.0本發(fā)明產(chǎn)品與符合Q/SHCG3-2011《鉆井液用瀝青類處理劑技術(shù)要求》規(guī)定值的同類產(chǎn)品比較的結(jié)果如表10所示，含量均為重量比。表10項目本發(fā)明同類產(chǎn)品pH值8～10無水分含量<10％<10％磺酸鉀基含量≥15％≥10％鉀離子含量≥8％無水溶物含量≥70％≥70％油溶物含量≥25％≥25％高溫高壓濾失量150℃(mL/30min)≤16≤25將上述實施例與行業(yè)同類產(chǎn)品及相關(guān)對比，發(fā)現(xiàn)本發(fā)明所公布的磺化瀝青均能滿足行業(yè)相關(guān)技術(shù)要求，同時在產(chǎn)品中且引入了鉀離子和磷酸基團，磺酸鉀基含量≥15％，鉀離子含量≥8％，高溫高壓降濾失量150℃(mL/30min)≤16mL，大幅度提高了其封堵防塌效果。同時該合成方法具有本發(fā)明的方法具有生產(chǎn)工 藝簡易，反應(yīng)溫度容易控制，反應(yīng)充分，磺化均勻，生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，可大規(guī)模生產(chǎn)的特點。當(dāng)前第1頁1 2 3